BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN DƯƠNG NAM NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HỢP KIM HÓA Cr, V VÀ QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT TỚI TỔ CHỨC VÀ TÍNH CHẤT CỦA THÉP 15%Mn Chuyên ngành: Kỹ thuật Vật liệu Mã số: 62520309 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VẬT LIỆU Hà Nội - 2016 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Nguyen Duong Nam, Le Thi Chieu, Hoang Thi Ngoc Quyen, Pham Mai Khanh (2013), Improvement of properties of High Manganese steel by alloy elements addtion and heat treatment AFC12 Nguyễn Dương Nam, Phạm Mai Khánh, Lê Thị Chiều, Hoàng Thị Ngọc Quyên (02/2014), Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng Cr đến tổ chức tính chất thép Mn cao,Tạp chí Khoa học công nghệ kim loại, ISSN 1859-4344, pp44-47 Nguyen Ngoc Huan, Nguyen Duong Nam, Le Thi Chieu, Hoang Thi Ngoc Quyen, Pham Mai Khanh (10/2014), Influence Of Rare-Earth (RE) On Microstructure And Properties Of High Manganese Steel, RCMME, ISBN: 978-604-911-942-2, pp104106 Pham Mai Khanh, Nguyen Duong Nam, Le Thi Chieu, Hoang Thi Ngoc Quyen (2015), Effects Of Chromium Content And Impact Load On Microstrucrure And Properties Of High Manganese Steel, Materials Science Forum ISSN 0255-5476, pp297-300 Nguyen Duong Nam, Le Thi Chieu, Pham Mai Khanh, Pham Huu Kien (02/2015), Effect of heat treatment on the microstructure and mechanical properties of High Manganese Steel 15Mn2Cr1V, International Journal of Engineering Research And Management (IJERM), ISSN: 2349-2058, Volume-02, Issue-02, pp15-17 Nguyen Duong Nam, Le Thi Chieu, Ta Duc Anh, Doan Minh Duc, Pham Mai Khanh (10/2015), Influence of Intermediating Heating Stage of The Heat Treatment Process On Microstructures and Properties of High Manganese Steel Mn15Cr2V; AFC13; ISBN: 978-604-938-550-6,pp174-179 Nguyen Duong Nam, Le Thi Chieu, Dao Hong Bach, Chu Tien Hung, Pham Mai Khanh (10/2015), Influence of Vanadium Content on the Microstructure and Mechanical Properties of High-Manganese Steel Mn15Cr2; AFC13; ISBN: 978-604-938550-6, pp126-130 Công trình hoàn thành tại: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đào Hồng Bách PGS.TS Lê Thị Chiều Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Vào hồi …… giờ, ngày … tháng … năm ……… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Thư viện Tạ Quang Bửu - Trường ĐHBK Hà Nội Thư viện Quốc gia Việt Nam MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án: Thép austenite magan cao thép hợp kim với hàm lượng Mn cao (trên 10%) Sau xử lý nhiệt, trước chịu tải, thép có tổ chức austenite với độ dai cao độ cứng thấp Trong trình làm việc, tải trọng va đập, lớp bề mặt thép bị biến cứng làm tăng khả chịu mài mòn cho chi tiết Đây đặc điểm đặc trưng, riêng biệt loại thép Trong trình làm việc chi tiết chế tạo từ thép austenite mangan cao bị chịu đồng thời hai tác động lớn va đập theo ứng suất pháp chà xát theo ứng suất tiếp, ban đầu chi tiết chịu tác động va đập, sau bị chà xát dẫn đến chi tiết mòn dần Họ thép austenite mangan cao đóng vai trò quan trọng công nghiệp Nhiều ngành công nghiệp ứng dụng thép austenite mangan với lượng lớn ngành sản xuất xi măng, vật liệu xây dựng, ngành khai khoáng, khai thác đất đá, máy xúc, thiết bị đập nghiền khoáng vật nhiều ngành khác Tuy nhiên, nhà sản xuất nước nhiều vấn đề vướng mắc chất lượng sản phẩm thấp, mài mòn nhanh, tuổi thọ làm việc thấp Trên giới có nhiều công trình nghiên cứu thép mangan cao nhiều tác giả không ngừng nghiên cứu để tìm hiểu chất thực trình biến cứng nhằm nâng cao chất lượng mở rộng phạm vi ứng dụng chúng Trong thời gian dài trình biến cứng thép mangan cao giả thích chuyển pha từ austenite sang mactenxit tải trọng va đập Khoảng mười năm gần nhiều nhà khoa học nhận thấy với hàm lượng mangan 13% hàm lượng cacbon 1%, austenite ổn định, chuyển biến mactenxit xảy xảy nhiệt độ âm sâu Nhiều nhà khoa học thiên quan điểm cho vật liệu hóa bền xô lêch, song tinh cản trượt nhiều nhà khoa học quan tâm Trên giới có nhiều thay đổi phương pháp tăng bền cho thép Mn cao như: hợp kim hóa kết hợp với xử lý nhiệt, phương pháp đúc hai lớp, phương pháp cấy cacbit tăng khả chống mài mòn Trong luận án tác giả nghiên cứu phương pháp tăng bền cách hợp kim hóa kết hợp với quy trình xử lý nhiệt hợp lý để tạo tổ chức austenite hạt nhỏ với hạt cacbit nhỏ mịn phân bố bên Tổ chức vừa tăng độ dai, vừa tăng khả chống mài mòn cho thép, đồng thời tổ chức có khả cản trở mạnh chuyển động lệch, dẫn đến biến cứng nhanh chóng hiệu chi tiết chịu va đập Tác giả nghiên cứu trình biến cứng vật liệu qua va đập để kiểm nghiệm phương pháp xử lý tăng bền lựa chọn Với mong muốn nâng cao chất lượng, tuổi thọ làm việc thép austenite mangan cao đề tài luận án lựa chọn là: “Nghiên cứu ảnh hưởng hợp kim hóa Cr, V trình xử lý nhiệt tới tổ chức tính chất thép 15%Mn” Các kết nghiên cứu áp dụng Công ty Cơ khí Đúc Thắng Lợi Mục đích đề tài luận án: Nghiên cứu ảnh hưởng Cr, V trình xử lý nhiệt đến hình thái tổ chức khả hóa bền thép austenite mangan cao làm thay đổi tổ chức, phân bố cacbit giảm kích thước hạt pha nhằm mục đích thay đổi tính, tăng tuổi thọ làm việc cho hệ thép austenite mangan cao với hàm lượng Mn 15% Thăm dò nghiên cứu ảnh hưởng đất đến tổ chức tính thép austenite mangan cao Ý nghĩa khoa học đề tài luận án: * Đã phân tích ảnh hưởng nguyên tố tạo cacbit Cr, V tăng tính cho thép austenite mangan cao * Trên sở phân tích trình trình tiết hòa tan cacbit, trình làm nhỏ hạt austenite, xác định quy trình nhiệt luyện hợp lý, tăng khả chống mài mòn tăng độ dai va đập cho thép *Trên sở phân tích lượng khuyết tật xếp phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) xác định chế biến cứng học thép austenite mangan cao Mn15Cr2V tác dụng lực va đập, từ tìm phương pháp tăng khả biến cứng cho thép Việc làm nhỏ hạt austenite có tác dụng tạo nhiều định hướng song tinh tác dụng tải trọng dẫn đến tăng khả hóa bền thép Cacbit nhỏ mịn hòa tan phân bố góp phần tăng tính chống mài mòn cho thép; ngăn cản trình chuyển động lệch Trong trình biến cứng chịu va đập, thép Mn15Cr2V không xảy chuyển biến mactenxit * Đã xác định phần tử cacbit, austenite thép kích thước nano phân tích ảnh hưởng lớp nano bề mặt việc tăng cứng cho thép austenite mangan cao Phương pháp nghiên cứu: - Tập hợp tài liệu thép mangan cao nước - Sử dụng phương pháp nghiên cứu phương pháp tổng hợp, đánh giá phân tích, phương pháp chế tạo mẫu đúc, phương pháp xử lý kết thực nghiệm… Những điểm luận án: Xác định ảnh hưởng Cr, V đất đến tổ chức tính thép austenite mangan cao 15%Mn Đã xác định hình thái cacbit Cr7C3 VC dạng hạt nano phân tán austenite phân tích ảnh hưởng chúng đến khả làm nhỏ hạt austenite đúc nhiệt luyện Đưa quy trình xử lý nhiệt hoàn toàn khác với quy trình nhiệt luyện truyền thống mác thép austenite mangan cao Mn15Cr2V Với quy trình tính thép cải thiện rõ rệt Trên sở phân tích lượng khuyết tật xếp phương pháp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) xác định chế biến cứng học thép austenite mangan cao Mn15Cr2V tác dụng lực va đập, từ tìm phương pháp tăng khả biến cứng cho thép Việc làm nhỏ hạt austenite có tác dụng tạo nhiều định hướng song tinh tác dụng tải trọng dẫn đến tăng khả hóa bền thép Cacbit nhỏ mịn hòa tan phân bố góp phần tăng tính chống mài mòn cho thép; ngăn cản trình chuyển động lệch Trong trình biến cứng chịu va đập, thép Mn15Cr2V không xảy chuyển biến mactenxit Phân tích tìm kiếm hạt nano austenite bề mặt thép tác dụng lực va đập CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 Đặc điểm thép austenite mangan cao Thép austenite mangan cao loại thép có tính chống mài mòn đặc biệt cao làm việc điều kiện va đập, tác dụng ứng suất pháp 1.2 Phân tích điều kiện làm việc phá hủy chi tiết chế tạo từ thép austenite mangan cao 1.2.1 Phân tích điều kiện làm việc chi tiết chế tạo từ thép austenite mangan cao làm việc điều kiện cần độ dai va đập chống mài mòn cao Thép austenite mangan cao ứng dụng chế tạo chi tiết búa đập, lót, gầu xúc… Các chi tiết làm việc điều kiện va đập, chịu mài mòn bị chà xát Trong nội dung luận án, số vấn đề điều kiện làm việc có liên quan đến vật liệu đề cập Từ phân tích thấy, vật liệu làm búa đập phải chịu tải trọng lớn va đập mạnh chịu mài mòn trình bị chà xát Có nghĩa vật liệu làm búa đập phải vừa mềm dẻo bên (để không bị vỡ va đập mạnh) lại vừa cứng vững bên (để bị bào mòn hạt quặng) Trong điều kiện làm việc búa, thép austenite mangan cao có mangan cao có tổ chức austenite nên dẻo chịu va đập với loại quặng cứng Khi va đập với lực tác động mạnh, bề mặt thép bị biến cứng có austenite chuyển biến thành mactenxit tạo song tinh xô lệch mạng 1.2.2 Các dạng sai hỏng, nguyên nhân cách khắc phục 1.3 Các dạng thép austenite mangan cao 1.4 Tình hình nghiên cứu thép austenite mangan cao CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cơ chế hóa bền thép austenite mangan cao Thép austenite mangan cao với hàm lượng mangan lớn (trên 10%Mn) Mangan nguyên tố mở rộng vùng γ nên thép thuộc loại austenite (có tổ chức austenite ổn định nhiệt độ thường) Với tổ chức austenite, thép có độ dai cao, độ cứng thấp, song làm việc áp lực cao bị va đập, austenite (với mạng A1 nhay cảm với hóa bền biến dạng) bị biến dạng dẻo mạnh biến cứng mạnh Kết làm tăng mạnh độ cứng tính chống mài mòn lớp bề mặt, lõi giữ nguyên tổ chức ban đầu nên trì độ dai Hiện tượng thép austenite mangan cao gọi “hóa bền biến dạng” 2.1.2 Nguyên lý hóa bền thép austenite mangan cao Khi thép mangan cao chịu tải trọng va đập, mạng tinh thể austenit bị xô lệch, xuất khuyết tật xếp (sự phá hủy cấu trúc theo trật tự cũ, thay đổi cấu trúc) Giá trị lượng khuyết tật xếp phụ thuộc vào nhiều yếu tố chủ yếu yếu tố nội tại, tức thành phần thép [22,41] Năng lượng khuyết tật xếp tính theo biểu thức Theo OLSON COHEN tài liệu số [22,40]: [2.1] Theo tác giả [22], [40], nhiều tác giả khác, lượng khuyết tật đóng vai trò định việc chịu lực, biến dạng, tổ chức song tinh hay mactenxit dạng ε Tổ chức mactenxit dạng ε tạo thành lượng khuyết tật nhỏ 18mJ/m2, việc chuyển mạng từ lập phương tâm mặt sang lục giác xếp chặt thuận lợi, song tinh tạo lượng khuyết tật có giá trị từ 12-35mJ/m2 [22] băng trượt tạo lượng khuyết tật 35mJ/m2 Các yếu tổ ảnh hưởng đến lượng khuyết tật xếp - Thành phần hóa học Thành phần thép có ảnh hưởng to lớn đến SFE Cacbon tăng giá trị SFE 12mJ/m2 ứng với 1%, theo quy luật tuyến tính Khi cacbon phân bố vùng gần khuyết tật, giá trị lớn (74mJ/m2) Vì thường quan sát thấy chuyển biến mactenxit thép có hàm lượng cacbon nhỏ 0,6% Ảnh hưởng mangan đến SFE rát phức tạp Trong khoảng từ đến 12%, magan làm giảm SFE theo mức: 1% giảm mJ/m2 Theo hình 2.3 thép có hàm lượng cacsbon nhỏ 1% có lượng khuyết tật nhỏ 18mJ/m2 có khả chuyển biến thành mactenxit ε Hình 2.3: Ảnh hưởng C Mn đến lượng khuyết tật xếp Hình 2.4: Ảnh hưởng C Mn đến nhiệt động học chuyển biến 2.1.2 Quá trình hóa bền biến dạng thép austenite mangan cao theo chế song tinh xô lệch Từ năm 2000 trở đây, trợ giúp thiết bị phân tích đại, nhiều tài liệu giới phát thấy độ cứng thép ausenite mangan cao tăng lên trình làm việc chuyển biến mactenxit, hay phần lớn trường hợp chuyển biến mactenxit Nhiều nghiên cứu khẳng định tăng độ cứng trình làm việc thép austenite mangan cao xô lệch xếp chồng, song tinh, khuyết tật biên giới austenite tạo trình biến dạng Quan sát ảnh hiển vi điện tử truyền qua (hình 2.14) dễ dàng nhận thấy giải song tinh xuất bề mặt mẫu, điều chứng tỏ chuyển biến từ austenite sang mactenxit Bề mặt biến dạng dẻo thép kết biến dạng song tinh (twin) khuyết tật xếp (stack fault) Hình 2.14: Ảnh hiển vi điện tử truyền qua thép austenite mangan cao a) song tinh b) Ảnh vi nhiễu xạ austenite [49] Nghiên cứu tác giả Yunhua SU cộng Học viện kỹ thuật điện tử thuộc trường Đại học Kiến trúc Công nghệ Xian độ chống mài mòn thép austenite mangan cao tăng lên đáng kể lượng tác động lớn, có liên hệ tới phát triển cấu trúc tế vi suốt trình tác động Bề mặt biến dạng dẻo thép kết biến dạng song tinh (twin) khuyết tật xếp (stack fault) Sự tương tác chúng xô lệch mạng gây cấu trúc hạt nano austenite bị lồng vào cấu trúc vô định hình Điều có lợi việc nâng cao tính khả chống mài mòn thép austenite mangan cao [57] Hình 2.16: Ảnh hiển vi phân giải cao thép austenite mangan cao sau biến dạng [57] 2.1.3 Ảnh hưởng cacbit Các quan điểm trước cho hợp kim hóa nguyên tố tạo cacbit trình biến cứng austenite trở nên khó khăn cacbit gây giòn cho thép chịu va đập Các tác giả theo quan điểm cho tổ chức có cacbit thì, độ cứng tăng, tính chống mài mòn tăng, tuổi thọ tăng [13,32,38,39] Cacbit gây giòn tập trung biên giới hạt Nếu trình nhiệt luyện, thay đổi phân bố cacbit hạt tính chống mài mòn thép tăng lên nhiều tuổi thọ chi tiết tăng lên 2.1.4 Cơ chế hóa bền thép austenite mangan cao theo chế chuyển biến mactenxit Mặc dù tính toán nhiệt động học chuyển biến mactenxit nhà khoa học nhận thấy chuyển biến mactenxit xảy lượng khuyết tật nhỏ 18mJ/m2 ứng với hàm lượng cacbon nhỏ (nhỏ 0.6%) Tuy nhiên thời gian dài, chuyển biến từ austenit sang mactenxit tải trọng va đập sử dụng để giải thích hóa bền thép mangan cao Một số tác giả cho việc có tổ chức mactenxit trình nung thép khí bảo vệ nên thành phần bị thoát C Mn Các quan hệ hướng mặt phẳng ứng xử Hai hình thái khác quan sát thấy vi cấu trúc mactenxit sắt: mactenxit mactenxit mỏng, thể hình 2.22 Một đặc điểm quan trọng mactenxit diện vết nứt tế vi Những vết nứt xảy tinh thể mactenxit liền kề chạm vào (hình 2.23) Do chế trượt, vận tốc biến đổi mactenxit tiếp cận 106 mm/s, mactenxit phát triển đạt xung lượng đáng kể Tác động di chuyển tạo nứt tế vi 2.2 Ảnh hưởng nguyên tố hợp kim đến thép austenite mangan cao 2.2.1 Ảnh hưởng hàm lượng cacbon mangan Cacbon nguyên tố với sắt tạo thành dung dịch rắn hoàn tan có hạn, hòa tan thép cacbon làm mở rộng vùng austenite Cacbon làm tăng lượng xementit Ngoài ra, cacbon kết hợp với số nguyên tố hợp kim Cr, W, Mn, Mo, Ti, V, Nb… tạo thành cacbit hợp kim thép Mangan nguyên tố hòa tan lượng lớn vào Feγ dạng nguyên tử thay [2,5], gây nên xô lệch mạng, làm tăng bền cho thép Ngoài đóng góp phần không nhỏ vào việc ổn định austenite cách làm chậm trình chuyển biến (nhưng không loại bỏ nó) 2.2.2 Ảnh hưởng hàm lượng Cr 10 3.2 Chế tạo mẫu nghiên cứu Các mẫu chia thành nhóm hợp kim theo mục đích nghiên cứu sau: Các hợp kim nhóm 1: Gồm mẫu ký hiệu từ đến mẫu thép mangan cao với hàm lượng mangan khoảng 15% hàm lượng crôm thay đổi 0%; 2% 2.5% Các hợp kim nhóm 2: Gồm mẫu ký hiệu từ đến mẫu thép mangan cao với hàm lượng mangan khoảng 15%, hàm lượng crôm khoảng 2%, hàm lượng V thay đổi 0%; 1% 2% Các hợp kim nhóm 3: Là mẫu thép mangan cao với hàm lượng mangan 15%; hàm lượng Cr 2%; hàm lượng V 1%; mẫu hợp kim hóa thêm 1% fero đất 3.3 Nhiệt luyện mẫu nghiên cứu Mẫu sau đúc thực xử lý nhiệt quy trình sau (như hình 3.3): 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Xác định thành phần hóa học Thành phần hóa học mẫu nghiên cứu phân tích phương pháp quang phổ phát xạ máy ARL-3460 hãng Fisons Thụy Sỹ Viện tên lửa – Viện Khoa học công nghệ Quân 3.4.2 Nghiên cứu tổ chức Cấu trúc tế vi quan sát chụp kính hiển vi quang học (HVQH) Leica 4000 kính hiển vi quang học Axiovert 25A (Hình 3.5 3.6) có độ phóng đại tối đa 1000 lần với phần mềm phân tích IPwin32 3.4.3 Nghiên cứu va đập mẫu 11 Sau nhiệt luyện để đồng tổ chức Austenite, tiến hành cho mẫu va đập tải trọng xác định để nghiên cứu trình chuyển biến Quá trình va đập dùng tải có trọng lượng 100N thả từ độ cao 60cm mẫu không biến tính 65cm mẫu biến tính Số lần đập mẫu là: 1000 3000 lần 3.4.4 Nghiên cứu đánh giá trình mài mòn Độ mài mòn mẫu kiểm tra máy Tribotech 3.4.5 Nghiên cứu trình phá hủy mẫu va đập 3.4.6 Xác định độ cứng Độ cứng mẫu xác định theo phương pháp HB máy ATKF 1000 hãng Mitutoyo 3.4.7 Xác định tổng hàm lượng cacbit Tổng hàm lượng cácbit phân tích phần mềm image ProPlus, phần mềm cài thiết bị hiển vi quang học Axiovert 25 3.4.8 Phân tích rơnghen Xác định thông số mạng hợp kim Xác định thông số mạng pha tạo 3.4.9 Phương pháp chụp ảnh hiển vi điện tử quét Xác định tổ chức hợp kim mức độ phóng đại cao Quan sát tổ chức pha tạo thành không quan sát hiển vi quang học thông thường 3.4.10 Phương pháp EDS mapping Phương pháp EDS Mục đích: Xác định tổ chức hạt Xác định phân bố nguyên tố hợp kim hạt biên hạt theo điểm Mức độ tạp chất hạt biên hạt theo điểm Phương pháp mapping: Mục đích: Xác định phân bố nguyên tố hợp kim hạt biên hạt quét phân bố bề mặt 3.4.11 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua Phân tích cấu trúc tế vi thép: tổ chức sau va đập xử lý nhiệt độ âm, phân tích hạt cacbit sử dụng phương pháp hiển vi điện tử truyền qua CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN TỐ Cr VÀ V 4.1 Ảnh hưởng hàm lượng Cr (0%; 2% 2.5%) đến tổ chức tính thép austenite Mn cao với hàm lượng Mn khoảng 15% 12 Các mẫu nghiên cứu có thành phần bảng 4.1 Hàm lượng Cr có giá trị 0%; 2% 2.5% Sau đúc tất mẫu nhiệt luyện theo quy trình trình bày hình 4.2 (được ký hiệu quy trình số 3a theo chương 2) 4.1.1 Ảnh hưởng Cr đến tổ chức tế vi sau nhiệt luyện thép Ảnh tổ chức ba mẫu có thành phần Cr khác trình bày hình 4.3 Hình 4.3 cho thấy tổ chức sau nhiệt luyện có austenite, mẫu không hợp kim hóa Cr (hình 4.3.a) có kích thước hạt austenite thô, khoảng 100 đến 120µm Khi có mặt Cr, kích thước hạt thép nhỏ mịn Kích thước hạt lúc giảm khoảng 40 - 50µm (hình 4.3.b c) Việc tạo ra austenite hạt nhỏ có mặt Cr kết khâu nung trung gian 650oC Các hạt cacbit nhỏ mịn tiết phân tán tổ chức có vai trò chốt, ngăn cản lớn lên sát nhập austenite trình nung Hình 4.6: Ảnh TEM mẫu 2%Cr Kết phân tích EDS thành phần hạt màu đen phân bố hạt austenite có đủ nguyên tố hợp kim: Mn, Cr C, với thành phần Mn (15,7); Cr (3,3%) C(6,3%), Khi phân tích nhiễu xạ Xray tổ chức thép sau 1050oC nhận thấy bên cạnh austenite có mặt hạt cacbit Cr Cr7C3 phân tán bên austenite (hình 4.5) Tiếp tục phân tích sâu kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Trên ảnh TEM hình 4.6 cacbit Cr có hình tròn, vô nhỏ mịn, có kích thước khoảng 50nm nhận diện 4.1.2 Ảnh hưởng hàm lượng Cr đến độ cứng tính chống mài mòn mẫu 13 Từ kết độ cứng thấy rõ: lượng Cr tăng độ cứng mẫu tăng lên: Mẫu 0% Cr có độ cứng 160HB, mẫu 2% Cr có độ cứng 182HB mẫu 2,5% Cr độ ứng 185HB Kết chế độ thử mài mòn trình bày phần thực nghiệm: mẫu hợp kim hóa thêm Cr, khối lượng hao mòn có giảm so với mẫu không hợp kim hóa Mẫu không hợp kim hóa hao mòn 14.2% mẫu hợp kim hóa lượng hao mòn 10.9% 4.1.3 Ảnh hưởng hàm lượng Cr đến độ dai va đập Bảng 4.4 trình bày kết đo độ dai va đập mẫu 0% Cr 2% Cr Kết thử nghiệm độ dai va đập cho thấy: Khi hợp kim hóa Cr với quy trình xử lý nhiệt (quy trình số 3a – hình 4.1) giá trị độ dai va đập thu 84J/cm2 cao hẳn so với giá trị độ dai va đập mẫu không hợp kim hóa Cr 4.2 Ảnh hưởng hàm lượng V đến tổ chức tính thép Trong luận án này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng V với thành phần V thay đổi với giá trị 0%V; 1%V 2%V thép có 15%Mn 2%Cr Mẫu sau đúc xử lý theo quy trình 3b 4.2.1 Ảnh hưởng V đến tổ chức tế vi 4.2.1.1 Ảnh hưởng đến tổ chức sau đúc Tổ chức mẫu bao gồm austenite với cacbit phân bố biên giới Ở hình 4.11a V, (0%V), kích thước hạt trung bình theo bảng chuẩn ASTM cấp hạt số Ở hình 4.11b hàm lượng V 1%V sau đúc kích thước hạt trung bình theo bảng tiêu chuẩn ASTM cấp hạt số Tuy nhiên, tăng hàm lượng V lên 2%, kích thước hạt mẫu 2%V sau đúc xác định cấp hạt theo bảng ASTM cấp hạt 4, cacbit nhiều phân bố đường biên giới hạt 4.2.1.2 Ảnh hưởng V đến tổ chức tế vi mẫu sau nhiệt luyện kính hiển vi quang học 14 Kích thước hạt austenite mẫu 0%V kích thước trung bình hạt : 3,910µm2 Với độ phóng đại kính hiển vi quang học, mẫu 1%V (hình 4.12b), sau nhiệt luyện theo chế độ 3b nhìn thấy austenite đồng nhất, không nhìn thấy cacbit dư chưa tan hết Kích thước hạt austenite là: 1,950µm2 Kích thước trung bình hạt austenite strong mẫu 2% vanadi 3,910µm2 4.2.1.3 Phân tích SEM, EDS, mapping TEM Hình 4.18: Ảnh TEM hạt phân tán mẫu 1%V Trong thép mangan hợp kim hóa 2%Cr + 1%V pha pha cacbit (hình 4.18) Các pha cacbit có kích thước nhỏ nằm biên giới hạt austenite nhỏ, hạt cacbit “chốt” kìm hãm phát triển austenite suốt trình nung giữ nhiệt 4.2.2 Ảnh hưởng V đến độ cứng khả chịu mài mòn Hình 4.19: Giá trị độ cứng mẫu sau đúc sau nhiệt luyện thay đổi hàm lượng V Khi thép không hợp kim hóa V (0%V), giá trị độ cứng mẫu sau nhiệt luyện 180HB Được hợp kim hóa vanadi 1%V ,kết thu thay đổi theo trạng thái xử lý sau: Giá trị độ cứng mẫu sau đúc 175HB, độ cứng mẫu sau nhiệt luyện 223HB Khi hợp kim hóa với hàm lượng 2%V, giá trị độ cứng mẫu sau đúc lớn giá trị độ cứng mẫu sau nhiệt luyện Mẫu không biến tính sau đúc có độ cứng 216HB giá trị độ cứng mẫu sau nhiệt luyện 186HB 15 Từ kết bảng 4.7 cho thấy: Mẫu hợp kim hóa Cr hao mòn 0.9g mẫu hợp kim hóa thêm V lượng hao mòn 0,35g 4.2.3 Ảnh hưởng V đến độ dai va đập Mẫu V (mẫu số 4) độ dai va đập đạt 75 J/cm2 Mẫu 1%V (mẫu số 5) có kết độ dai va đập cao (115 J/cm2) Mẫu hợp kim hóa 2%V (mẫu số 6) có giá trị độ dai va đập thấp (26 J/cm2) 4.3 Ảnh hưởng đất đến tổ chức tính thép austenite mangan cao 4.3.1 Phân tích tổ chức tế vi Tổ chức tế vi mẫu thép sau đúc không biến tính có biến tính đất Mẫu có hàm lượng V 1%, không biến tính có kích thước hạt sau đúc tương đương cấp theo ASTM, kích thước hạt trung bình 3.910μm2 Hình 4.21 ảnh tổ chức mẫu sau nhiệt luyện Có thể thấy mẫu biến tính không biến tính, hạt cacbit hòa tan hoàn toàn vào austenite kích thước hạt austenite đạt cấp theo ASTM Tuy nhiên mẫu biến tính có tổ chức đồng so với mẫu không biến tính Khi sử dụng TEM phát hạt austenite có tồn hạt cacbit 4.3.2 Ảnh hưởng biến tính đến kết độ cứng, độ dai va đập mài mòn Phân tích giá trị độ cứng cho thấy mẫu có biến tính cho giá trị độ cứng cao so với mẫu không thực biến tính (240HB so với 223HB) Kết độ dai va đập cho thấy thực biến tính đất với quy trình xử lý nhiệt giá trị độ dai va đập thu 132 J/cm2 cao so với 115 J/cm2 mẫu không biến tính Điều cho thấy, vai trò chất biến tính việc làm nhỏ hạt nâng cao tính thép Mẫu biến tính đất khối lượng hao mòn có giảm so với mẫu không biến tính Mẫu không biến tính hao mòn 7.5% mẫu hợp kim hóa lượng hao mòn 3% CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA QUY TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT ĐỐI VỚI THÉP Mn15Cr2V 5.1 Trạng thái đúc thép 5.1.2 Tổ chức tế vi 16 Tổ chức thép gồm hai thành phần chính: austenite cacbit Theo bảng tiêu chuẩn ASTM, kích thước hạt austenite sau đúc hình 5.1 xác định cấp hạt cấp hạt kích thước trung bình hạt là: 3,910µm2 Trong tổ chức sau đúc có mặt nhiều hạt cacbit, phân bố xung quanh biên giới hạt vói kích thước lớn 5.1.3 Phân bố tỷ phần cacbit Hình 5.3a phân bố cacbit mẫu sau đúc hình 5.3b đánh giá tỷ phần cacbit Trong mẫu đúc, tỷ phần cacbit 6.12% 5.2 Sự tiết cacbit nung mẫu đúc nhiệt độ austenite hóa Kết hợp phương pháp nghiên cứu: tổ chức tế vi kính hiển vi quang học (hình 5.4), phân tích: Ảnh SEM BSED (hình 5.5), phân tích đường nồng độ nguyên tố quét qua hạt, EDS Line (hình 5.6) Phân tích EDS điểm (hình 5.7) đến kết luận nhiệt độ xử lý 650oC từ austenite sau đúc, hạt cacbit Cr, V dạng cacbit phức tiết Kích thước hạt nhỏ, khoảng cách chúng nhỏ 17 Trong trình nung tiếp theo, hạt cacbit có vai trò chốt ngăn chặn trình lớn hạt nung lên đến nhiệt độ austenite hóa 1000oC 5.3 Giới thiệu quy trình nhiệt luyện 5.3.1 Giản đồ trạng thái 5.3.2 Kết nghiên cứu xử lý mẫu theo quy trình Ảnh tổ chức tế vi cho thấy với thép Mn15Cr2V, thành phần có chứa nguyên tố tạo cacbit Cr, V nên nhiệt luyện theo quy trình nguyên tố tạo cacbit mạnh Cr, Ti, Mo,…làm chậm trình chuyển biến austenite tạo cacbit Vì sau tôi, lượng cacbit mẫu giảm tổ chức không khác nhiều so với sau đúc, số carbit chưa hòa tan đặc biệt có số phân bố dọc theo biên giới hạt austenite 5.3.3 Kết nghiên cứu xử lý mẫu theo quy trình Ảnh tổ chức tế vi cho thấy: Ở biên giới hạt, cacbit không thô tập trung liên tục số hạt phân tán nằm biên giới Ở biên giới hạt hạt nghi ngờ cacbit ảnh quang học phân tích EDS thấy xuất nguyên tố V, Cr Đây nguyên tố tạo cacbit mạnh 5.3.4 Nhiệt luyện theo quy trình Khác hẳn với quy trình quy trình thực theo bước: mẫu sau đúc, nung nhiệt độ thấp austenite hóa gọi nung trung gian, sau nung đến nhiệt độ austenite hóa 5.3.4.1 Lựa chọn nhiệt độ xử lý nhiệt trung gian Để chọn chế độ nung trung gian trước thực khâu nung 1100oC luận án tiến hành nung trung gian nhiệt độ khác Các nhiệt độ thử nghiệm để lựa chọn là: mẫu 5a nung 600oC, mẫu 5b nung 650oC, mẫu 5c nung 700oC, mẫu tiến hành nung nhiệt độ austenite hóa 1100oC Các kết tổ chức tế vi tính cho thấy chế độ nung trung gian 650oC sau nung tiếp đến 1100oC cho kết tốt 18 Như vậy, thấy nhiệt độ nung trung gian thích hợp mác thép 650oC sau xử lý nhiệt độ austenite hóa 5.3.4.2 Lựa chọn nhiệt độ austenite hóa Để lựa chọn chế dộ austenitee hóa hợp lý, luận án tiến hành nung austenite hóa hai nhiệt độ nung: 1050oC 1100oC, nhiệt độ nung trung gian 650oC  Quy trình 3a: Nung trung gian 650oC, giữ nhiệt giờ, nung 1050oC, giữ nhiệt Tổ chức mẫu sau nhiệt luyện quy trình 3a nhận thấy cacbit tổ chức nhiều so với quy trình Kích thước hạt austenite sau nhiệt luyện theo quy trình 3a đạt trung bình là: 1,950µm2 Xác định theo bảng ASTM cấp hạt So với trạng thái đúc (lượng cacbit 6,12%), sau nhiệt luyện theo quy trình 3a, lượng cacbit giảm xuống khoảng 4% Với kết thu quy trình 3a kết luận nhiệt độ austenite hóa 1050oC không phù hợp cho mẫu có thành phần: 15%Mn+2%Cr+1%V 5.3.4.3 Quy trình nhiệt luyện 3b: (nung trung gian 650oC, nung 1100oC) Do xác định nhiệt độ nung trung gian 650oC, thí nghiệm tiến hành với thời gian nung trung gian 01h, 02h 03h Các kết phân tích mặt tổ chức cho thấy quy trình xử lý nhiệt nung 650oC 02h nung tiếp đến 1100oC 02h có kết tốt Kết phân tích phân bố tỷ lệ cacbit: Phân tích ảnh tổ chức tế vi nhận thấy: Khi thực nhiệt luyện theo quy trình không cacbit tập trung biên giới hạt mà thấy cacbit phân tán austenite, chứng tỏ với quy 19 trình nhiệt luyện 3b cacbit V tan hầu hết vào số phân tán Phân tích phần trăm cacbit mẫu số sau xử lý theo quy trình 3b nhận thấy: Tỷ lệ cacbit lại sau xử lý 650oC 02h nung tiếp đến nhiệt độ austenite hóa 1100oC 02h tỷ lệ cacbit thu 0.35% so với 4% quy trình 3a Từ kết phân tích mapping (hình 5.29) nhận thấy: Cơ nguyên tố phân bố đồng toàn tiết diện mẫu Với phóng đại khoảng 150.000 lần, kết EDS phát tổ chức có mặt hạt có kích thước nhỏ mịn màu đen Phân tích thành phần điểm thấy hàm lượng V Cr cao hẳn so với Xét tương quan tổng nguyên tố hợp kim cacbon xác định điểm màu đen cacbit Kết phân tích ảnh TEM cho thấy có hạt cacbit hình vuông rõ, gần với cabit VC, kích thước khoảng 40nm phân tán austenite 5.4 So sánh tính quy trình nhiệt luyện 5.4.1 So sánh độ cứng 5.4.2 So sánh độ dai va đập Hình 5.32 : Biểu đồ giá trị độ cứng mẫu quy trình xử lý khác 20 Giá trị độ dai va đập mẫu nhiệt luyện theo quy trình 3b cao hẳn so với quy trình quy trình quy trình 3a Điều giải thích với quy trình nhiệt luyện 3b cacbit hòa tan hầu hết vào hạt austenite, lượng lại cacbit vanadi có độ cứng cao, kích thước khoảng 40nm (hình 5.32) dẫn đến độ dai va đập tăng lên cách rõ rệt Ngoài độ hạt austenite nhiệt luyện theo quy trình nhỏ so với quy trình khác, nguyên nhân khiến cho giá trị độ dai va đập đạt giá trị cao vượt trội CHƯƠNG HÓA BỀN THÉP AUSTENITE MANGAN CAO 6.1 Ảnh hưởng hàm lượng Cr Từ kết độ cứng thấy rõ: sau 1000 lần va đập với tải trọng trình bày mục 3.4.3 tất mẫu tăng độ cứng lượng Cr tăng độ cứng mẫu tăng lên Tổ chức tế vi mẫu sau va đập 1000 lần tải trọng trình bày mục 3.4.3 mẫu Khi mẫu hợp kim hóa Cr sau nhiệt luyện Trên ảnh Không phát thấy tổ chức mactenxit, phát thấy song tinh định hướng khác theo định hướng hạt Hình 6.5: Ảnh TEM mẫu sau va đập a) Ảnh trường sáng; (b) Ảnh trường tối; (c)Ảnh vi nhiễu xạ Từ ảnh trường sáng ảnh trường tối (TEM) hình 6.5 nhận thấy giải song tinh mẫu sau bị va đập tinh thể mẫu Độ rộng giải song tinh có kích cỡ nano Ảnh vi nhiễu xạ (hình 6.5c) cho thấy cấu trúc tinh thể thép austenite mangan cao sau va đập hệ mạng FCC với mặt tinh thể định hướng song song, khẳng định rõ thêm xuất tổ chức song tinh từ pha austenite thép austenite mangan 21 6.2 Ảnh hưởng V đến khả biến cứng sau va đập xử lý nhiệt độ âm 6.2.1 Ảnh hưởng vannadi đến khả biến cứng sau va đập Giá trị độ cứng lõi coi độ cứng sau nhiệt luyện Mẫu có hợp kim hóa (M5) cao so với mẫu không hợp kim hóa (M4) Điều giải thích tiến hành hợp kim hóa thêm V với quy trình xử lý nhiệt 3b có xuất cacbit phân tán bên austenite Giá trị độ cứng hai mẫu M4 M5 so với xứ lý mẫu -80oC Tại bề mặt mẫu M5 đạt giá trị 395HV xử lý 370HV xử lý -80oC; tương với mẫu M4 301HV 266HV (ở -80oC) 6.2.2 Kết phân tích chức tế vi mẫu Sau xử lý nhiệt theo quy trình 3b, tiến hành va đập khoảng 3000 lần với lực tác dụng trình bày mục 3.4.3 xử lý nhiệt độ -80oC mẫu (được hợp kim hóa V hay không hợp kim hóa V) không phát thấy tổ chức mactenxit mà nhận thấy có xuất song tinh bề mặt mẫu Hình 6.8: Ảnh TEM mẫu sau xử lý nhiệt, va đập Hình 6.8 ảnh chụp kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Mẫu (M4) mẫu V (6.8a) M5 mẫu có V (6.8b) Các mẫu trải qua nhiệt luyện va đập Trên ảnh TEM không thấy có xuất tổ chức mactenxit mà nhận thấy rõ giải song tinh Trong mẫu chứa V, giải song tinh sắc nét 22 Khi hạ nhiệt độ mẫu xuống đến -80oC không nhận thấy xuất mactenxit tổ chức hai mẫu V (mẫu M4) có V (mẫu M5) Trên ảnh nhìn thấy cacbit Cr (hình 6.9a) tương tự hình tròn cacbit V hình vuông (hình 6.9b) Ngoài hình 6.9b) có dấu hiệu lệch mạng mẫu sau va đập (các đường màu đen) điểm tương tác lệch pha cacbit hình vuông nhỏ mịn 6.3 Ảnh hưởng đất đến khả biến cứng thép mangan cao chịu va đập xử lý nhiệt độ âm 6.3.1 Ảnh hưởng đất đến kết độ cứng Từ kết độ cứng nhận thấy với nhiệt độ xử lý, mẫu biến tính (M7) có giá trị độ cứng cao so với mẫu không biến tính (M5): Ở nhiệt độ thường giá trị độ cứng bề mặt M7 đạt tới 420H mẫu M5 395HV; Ở -80oC giá trị độ cứng bề mặt tương ứng 396HV với mẫu M7 370HV với mẫu M5 Kết độ cứng cho thấy vai trò chất biến tính trình làm tăng bền cho thép 6.3.2 Ảnh hưởng đất đến tổ chức tế vi sau va đập Hình 6.13: Ảnh TEM mẫu biến tính (M7) không biến tính (M5) sau va đập Các kết phân tích ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM) mẫu sau va đập không thấy xuất dạng tổ chức mactenxit hai mẫu, thấy xuất dạng cấu trúc song tinh có độ rộng cấp độ nano Tuy nhiên quan sát kỹ vùng xếp lớp, ảnh hiển vi điện tử truyền qua với độ phân giải cao nhận thấy khác với mẫu không biến tính M5 (hình 6.13a) mẫu biến tính M7 (hình 6.13b) biến cứng mức độ cao thấy xuất tổ chức dạng lạ: Trên vệt song tinh có nhiều chấm trắng Theo tác giả [58] hạt nano austenite tạo biến dạng dẻo (chấm trắng hình 6.13b) Như qua trình biến tạo hạt nano austenite Tổ chức nano austenite xuất mẫu có V biến 23 tính, đạt mức độ biến cứng lớn (độ cứng cao nhất: 420HV bảng 6.6, hình 6.10) Khi xử lý -80oC (hình 6.17) mẫu M5 hình 6.17a không thấy rõ dạng tổ chức song tinh ở hình 5.45 mà có dạng tổ chức lệch (hình 6.17a) Trong mẫu M7 mẫu có biến tính có độ biến cứng cao phát thấy tổ chức lạ nhiều hạt màu trắng (hình 6.17b) KẾT LUẬN CHUNG Ảnh hưởng nguyên tố Cr: tốt hợp kim hóa với hàm lượng 2%Cr Làm nhỏ hạt austenite; tạo cacbit Cr7C3 có dạng cầu Điều có nhờ trình nung trung gian xử lý nhiệt Ảnh hưởng V tốt với 1% cho mác thép 15%Mn; 2%Cr: Làm nhỏ hạt trình kết tinh; làm nhỏ hạt nhiệt luyện 1100oC qua xử lý nhiệt trung gian Sauk hi nung đến 1100oC; tổ chức tồn cacbit VC có kích thước nano phân tán Bằng phương pháp phân tích hiển vi điện tử truyền qua TEM: Đã nhận diện hạt VC có kích thước cỡ 50nm Các hạt cacbit Cr có dạng cầu có kích thước cỡ nano Ảnh hưởng đất biến tính vào thép có hàm lượng 15%Mn + 2%Cr + 1%V sau xử lý nhiệt có kích thước nhỏ mịn tính tốt Đã xây dựng quy trình xử lý nhiệt cho thép Mn15Cr2V qua nung trung gian 650oC; nung tiếp đến nhiệt độ austenite hóa 1100oC nhận tổ chức tính tốt 24 Đã tiến va đập 1000 lần thép hợp kim hóa Cr; 3000 lần thép hợp kim hóa V thép hợp kim hóa V + RE cho thấy: - Thép hợp kim hóa 1%V + RE cho tính tốt lớp bề mặt 420HV (hạt nhỏ nhất) - Về mặt tổ chức: Sau va đập xuất tổ chức dạng song tinh; xô lệch mạng; dải trượt hạt cacbit phân tán có xuất lớp nano austenit không tìm thấy dạng tổ chức mactenxit Đối với thép Mn15Cr2V tác dụng tải trọng chế hóa bền thép là: - Tổ chức hạt austenit sau nhiệt luyện nhỏ mịn - Song tinh dải trượt - Các hạt nano cacbit nhỏ mịn phân tán Quy trình nhiệt luyện nâng nhiệt lên 650oC giữ nhiệt sau nung tiếp đến 1100oC bước đầu áp dụng thực tế công ty TNHH Thắng Lợi – Nam Định Kết dùng để sản xuất thử búa đập đá với thành phần: 15%Mn, 2%Cr 1%V theo quy trình xử lý nhiệt nâng khối lượng đá đập từ 800m3 đá lên 1200m3đá cho giàn búa Khảo sát tổ chức búa đập sau sử dụng không thấy xuất Mactenxit [...]... này là hợp kim hóa v xử lý nhiệt 2 V hợp kim hóa, luận án tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của Cr, V (một số mẫu có thực hiện biến tính bằng đất hiếm) đến tổ chức v cơ tính của thép austenite mangan cao Như đã phân tích trong chương 3, phần hợp kim hóa các mẫu có hàm lượng Cr là 0%; 2%; 2.5% v V là 0%; 1% v 2% 3 V xử lý nhiệt, luận án tập trung nghiên cứu v đưa ra quy trình xử lý nhiệt phù hợp cho... luận án này, tác giả tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của V với các thành phần V được thay đổi v i các giá trị 0 %V; 1 %V và 2 %V trên nền thép có 15%Mn v 2%Cr Mẫu sau đúc được xử lý theo quy trình 3b 4.2.1 Ảnh hưởng của V đến tổ chức tế vi 4.2.1.1 Ảnh hưởng đến tổ chức sau đúc Tổ chức các mẫu đều bao gồm nền austenite v i cacbit phân bố ở biên giới Ở hình 4.11a không có V, (0 %V) , kích thước hạt trung bình... 4 Ảnh hưởng của đất hiếm khi biến tính v o thép có hàm lượng 15%Mn + 2%Cr + 1 %V sau khi xử lý nhiệt có kích thước nhỏ mịn v cơ tính là tốt nhất 5 Đã xây dựng quy trình xử lý nhiệt cho thép Mn15Cr 2V qua nung trung gian ở 650oC; nung tiếp đến nhiệt độ austenite hóa ở 1100oC nhận được tổ chức v cơ tính là tốt nhất 24 6 Đã tiến va đập 1000 lần đối v i thép được hợp kim hóa bằng Cr; 3000 lần đối v i thép. .. đến độ dai va đập Bảng 4.4 trình bày kết quả đo độ dai va đập của mẫu 0% Cr v 2% Cr Kết quả thử nghiệm độ dai va đập cho thấy: Khi được hợp kim hóa Cr v v i quy trình xử lý nhiệt (quy trình số 3a – như hình 4.1) giá trị độ dai va đập thu được là 84J/cm2 cao hơn hẳn so v i giá trị độ dai va đập của mẫu không được hợp kim hóa Cr 4.2 Ảnh hưởng của hàm lượng V đến tổ chức v cơ tính của thép Trong luận... trò của chất biến tính trong việc làm nhỏ hạt v nâng cao cơ tính của thép Mẫu khi được biến tính bằng đất hiếm khối lượng hao mòn có giảm đi so v i mẫu không được biến tính Mẫu không được biến tính hao mòn 7.5% còn mẫu hợp kim hóa lượng hao mòn là 3% CHƯƠNG 5 ẢNH HƯỞNG CỦA QUY TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT ĐỐI V I THÉP Mn15Cr 2V 5.1 Trạng thái đúc của thép 5.1.2 Tổ chức tế vi 16 Tổ chức của thép gồm hai thành... của tổ chức song tinh từ pha austenite trong thép austenite mangan 21 6.2 Ảnh hưởng của V đến khả năng biến cứng sau va đập v xử lý ở nhiệt độ âm 6.2.1 Ảnh hưởng của vannadi đến khả năng biến cứng sau va đập Giá trị độ cứng của lõi có thể coi là độ cứng sau nhiệt luyện Mẫu có hợp kim hóa (M5) đều cao hơn so v i mẫu không được hợp kim hóa (M4) Điều này được giải thích là do khi tiến hành hợp kim hóa. .. đối v i thép được hợp kim hóa bằng V và thép hợp kim hóa bằng V + RE cho thấy: - Thép được hợp kim hóa 1 %V + RE cho cơ tính tốt nhất ở lớp bề mặt là 420HV (hạt nhỏ nhất) - V mặt tổ chức: Sau va đập ngoài xuất hiện tổ chức dạng song tinh; xô lệch mạng; dải trượt v hạt cacbit phân tán còn có xuất hiện lớp nano austenit nhưng không tìm thấy dạng tổ chức mactenxit 7 Đối v i thép Mn15Cr 2V dưới tác dụng... là như đã trình bày ở mục 3.4.3 xử lý ở nhiệt độ -80oC các mẫu (được hợp kim hóa V hay không hợp kim hóa V) đều không phát hiện thấy tổ chức mactenxit mà chỉ nhận thấy có xuất hiện song tinh ở trên bề mặt của mẫu Hình 6.8: Ảnh TEM của các mẫu sau khi xử lý nhiệt, va đập Hình 6.8 là ảnh chụp trên kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) Mẫu (M4) là mẫu không có V (6.8a) v M5 là mẫu là v có V (6.8b) Các... hóa thêm V với quy trình xử lý nhiệt 3b có xuất hiện cacbit phân tán bên trong nền austenite Giá trị độ cứng của cả hai mẫu M4 v M5 hơn so v i khi xứ lý mẫu khi -80oC Tại bề mặt mẫu M5 đạt giá trị 395HV khi xử lý 370HV khi xử lý ở -80oC; tương v i mẫu M4 là 301HV 266HV (ở -80oC) 6.2.2 Kết quả phân tích chức tế vi các mẫu Sau khi xử lý nhiệt theo quy trình 3b, tiến hành va đập khoảng 3000 lần v i lực... tạp chất trong hạt v biên hạt theo điểm Phương pháp mapping: Mục đích: Xác định phân bố nguyên tố hợp kim trong hạt v tại biên hạt bằng quét phân bố bề mặt 3.4.11 Phương pháp hiển vi điện tử truyền qua Phân tích cấu trúc tế vi của thép: tổ chức sau va đập v xử lý ở nhiệt độ âm, phân tích hạt cacbit sử dụng phương pháp hiển vi điện tử truyền qua CHƯƠNG 4 ẢNH HƯỞNG CỦA NGUYÊN TỐ Cr V V 4.1 Ảnh hưởng